WO2018009014A1 - 젖음성 측정장치 및 이의 제작방법 - Google Patents

젖음성 측정장치 및 이의 제작방법 Download PDF

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WO2018009014A1
WO2018009014A1 PCT/KR2017/007274 KR2017007274W WO2018009014A1 WO 2018009014 A1 WO2018009014 A1 WO 2018009014A1 KR 2017007274 W KR2017007274 W KR 2017007274W WO 2018009014 A1 WO2018009014 A1 WO 2018009014A1
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plate
inorganic layer
wettability
imitation
manufacturing
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최지연
김효정
채상민
조국현
이시우
임선종
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N13/00—Investigating surface or boundary effects, e.g. wetting power; Investigating diffusion effects; Analysing materials by determining surface, boundary, or diffusion effects
    • G01N13/02—Investigating surface tension of liquids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N13/00—Investigating surface or boundary effects, e.g. wetting power; Investigating diffusion effects; Analysing materials by determining surface, boundary, or diffusion effects
    • G01N13/02—Investigating surface tension of liquids
    • G01N2013/0208—Investigating surface tension of liquids by measuring contact angle

Definitions

  • the present invention relates to a wettability measuring apparatus and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a wettability measuring apparatus and a method of manufacturing the same, which can indirectly recognize the wettability between an inorganic powder and a liquid resin in powder form.
  • the thermal interface material is a material that adheres to a heat generating portion of a semiconductor chip and an electronic device to radiate heat out.
  • the thermal interface material exists in the form of a heat dissipation grease, a heat dissipation sheet, a heat dissipation adhesive tape, and has excellent adhesion and heat conduction characteristics.
  • resins used as adhesives have excellent adhesion but have very low thermal conductivity, so inorganic powders having high thermal conductivity, specifically alumina, aluminum hydroxide, boron nitride, zinc oxide, silicon carbide, Inorganic powders such as magnesium oxide are added separately to improve the thermal conductivity of the thermal interface material.
  • FIG. 1 is a view showing an example of a conventional thermal interface material.
  • a conventional thermal interface material 10 is formed on a plate 11 with a predetermined thickness, and an electromagnet or a permanent magnet is formed on a lower side of a resin 12 composed of an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, or the like. And an inorganic powder 13 having high thermal conductivity and magnetism is sprayed on the upper side of the resin with a spray nozzle.
  • the conventional thermal interface material 10 may be uniformly applied by spraying the inorganic powder 13 on the surface of the resin 12, by uniformly infiltrating the inorganic powder 13 into the resin 12 layer using a magnetic force It was possible to form an efficient heat transfer structure.
  • the thermal interface material 10 changes its thermal conductivity depending on the wettability between the resin and the inorganic powder, that is, the extent to which the liquid in contact with the solid flows and spreads.
  • the reason for this is that when the wettability between the resin 12 and the inorganic powder 13 is poor, as shown in an enlarged view in FIG. 1, the rate at which the pores 14 are generated at the interface of the inorganic powder 13 increases, and the pores 14 This is because the thermal conductivity of the thermal interface material 10 drops rapidly.
  • the wettability measurement methods known as the Sessile Drop Method, Wilhelmy Plate Method, Single Fiber Contact Angle Method, and Washburn Adsorption Method are all used to eject a liquid onto the surface of a solid in which the solid is larger than a certain size, i. These are the methods of causing droplets to form and measuring the contact angle of the droplets.
  • the inorganic powder 13 used as the thermally conductive particles is in the form of granules having a particle size of micrometer, and is much smaller than the size of droplets formed in millimeters.
  • the inorganic powder 13 and the resin ( 12) It was virtually impossible to measure liver wetting.
  • An aspect of the present invention is to provide a wettability measuring apparatus capable of measuring the wettability between the inorganic powder and the resin approximately, and having a simple principle and structure.
  • another aspect of the present invention is to provide a method of manufacturing a wettability measuring apparatus which can measure the wettability between the inorganic powder and the resin approximately, and whose principle and structure are simple.
  • An apparatus for measuring wettability includes: a dummy plate having a plurality of bumps protruding from an upper surface, spaced apart from each other, arranged vertically and horizontally, and having a size corresponding to the size of an inorganic powder to be imitated; And an inorganic layer having a plurality of unit volumes protruding to a shape corresponding to the bumps, formed by depositing a predetermined thickness on the upper surface of the dummy plate, and the same inorganic material as the material of the inorganic powder.
  • a resin is formed into droplets on the plurality of unit volumes, and the wettability between the resin and the inorganic powder is measured by measuring the contact angle between the liquid level of the droplet and the plane of the inorganic layer.
  • the dummy plate may include a first dummy plate on which a plurality of first bumps are formed, and a second dummy plate on which a plurality of second bumps having a size larger than the plurality of first bumps are formed
  • the inorganic layer includes: A first inorganic layer having a plurality of first unit volumes deposited on an upper surface of the first dummy plate and protruding to a shape corresponding to the plurality of first bumps, and deposited on an upper surface of the second dummy plate, And a second inorganic layer having a plurality of second unit volumes protruding in a shape corresponding to the plurality of second bumps, wherein the liquid resin is droplets on the first inorganic layer and the second inorganic layer, respectively.
  • it can be configured to compare the difference in the wettability according to the particle size of the inorganic powder.
  • the imitation plate may include a third imitation plate having a plurality of third bumps formed therein, and a fourth imitation plate having a plurality of fourth bumps having a gap wider than an interval between the plurality of third bumps.
  • the layer is deposited on an upper surface of the third imitation plate, and includes a third inorganic layer having a plurality of third unit volumes protruding into a shape corresponding to the plurality of third bumps, and an upper surface of the fourth imitation plate.
  • a fourth inorganic layer having a plurality of fourth unit volumes which are deposited to protrude in a shape corresponding to the plurality of fourth bumps, wherein the liquid resin is formed on the third inorganic layer and the fourth inorganic layer.
  • a buffer layer formed between the dummy plate and the inorganic layer wherein an upper surface of the buffer layer is bonded to a lower surface of the inorganic layer, and a lower surface of the buffer layer may be attached to an upper surface of the dummy plate.
  • Imitation plate manufacturing step of filling the upper surface of the base plate to a certain thickness and hardened to produce a dummy plate having one surface the same pattern as the upper surface of the base plate;
  • a dummy plate separation step of separating the dummy plate from the base plate;
  • an inorganic layer forming step of forming an inorganic layer by depositing a gaseous inorganic material to a predetermined thickness on one surface of the dummy plate simulated in the same pattern as the upper surface of the base plate.
  • the pattern processing step may include: a first pattern processing step of processing a plurality of first grooves recessed inwardly on an upper surface of the first base plate and arranged vertically and horizontally and having a size substantially the same as the size of the inorganic powder to be imitated; A second pattern processing step of recessing inwardly on the upper surface of the second base plate and arranged vertically and horizontally, and processing a plurality of second grooves having a size larger than the first groove, wherein the dummy plate manufacturing step, one surface A first imitation plate manufacturing step of manufacturing a first imitation plate having the same pattern as the upper surface of the first base plate, and a second imitation plate having one surface having the same pattern as the upper surface of the second base plate It may include two imitation plate manufacturing step.
  • a plurality of third grooves recessed inwardly on the upper surface of the third base plate are arranged vertically and horizontally, have substantially the same size as the size of the inorganic powder to be imitated, and are spaced apart from each other at regular intervals.
  • the imitation plate manufacturing step includes a third imitation plate manufacturing step of manufacturing a third imitation plate having one surface having the same pattern as the top surface of the third base plate, and one surface of an upper surface of the fourth base plate. It may include a fourth imitation plate manufacturing step of manufacturing a fourth imitation plate having the same pattern as.
  • the buffer layer forming step of forming a buffer layer on the upper surface of the base plate may further include.
  • the buffer layer forming step of forming a buffer layer on the upper surface of the base plate may further include.
  • the wettability between the inorganic powder and the resin can be easily estimated, and the production is easy.
  • the wettability measuring apparatus and the manufacturing method thereof according to the embodiment of the present invention, it is possible to reduce the time and effort for testing the thermal conductivity of the material and cost, and the thermal conductivity of the test thermal interface material for manufacturing the test thermal interface material. .
  • the wettability measuring apparatus and its manufacturing method according to an embodiment of the present invention it is possible to select an inorganic powder having an optimal size with good wettability, thereby maximizing the heat radiation effect of the thermal interface material.
  • the wettability measuring apparatus and the manufacturing method thereof according to the embodiment of the present invention it is possible to select the inorganic powder having an optimum interval of good wettability, thereby maximizing the heat radiation effect of the thermal interface material.
  • the wettability measuring apparatus and the manufacturing method thereof according to the embodiment of the present invention, it is possible to prevent the dummy plate and the inorganic layer from being separated from each other.
  • the wettability measuring apparatus and the manufacturing method thereof according to the embodiment of the present invention it is possible to more accurately estimate the wettability value between the inorganic powder and the resin.
  • FIG. 1 is a view showing an example of a conventional thermal interface material.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the wettability measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view for explaining and comparing the difference of the contact angle measured in each of the conventional wettability measuring apparatus and the wettability measuring apparatus of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a wettability measuring apparatus according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a wettability measuring apparatus according to a third exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a wettability measuring apparatus according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a wettability measuring apparatus according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram schematically showing a manufacturing method of the wettability measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a process chart of the manufacturing method of the wettability measuring apparatus of FIG. 8.
  • FIG. 10 is a process chart for the manufacturing method of the wettability measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a process chart for the manufacturing method of the wettability measuring apparatus according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a process chart for the manufacturing method of the wettability measuring apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a process chart for the manufacturing method of the wettability measuring apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the wettability measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a view for comparing and comparing the difference between the contact angles measured in the wettability measuring apparatus and the wettability measuring apparatus of the present invention.
  • the wettability measuring apparatus 1 indirectly wettability between the inorganic powder 13 (see FIG. 1) and the liquid resin R in a liquid form.
  • Approximately recognizable wettability measuring apparatus includes a dummy plate 100 and an inorganic layer (200).
  • the dummy plate 100 has a plurality of bumps 150 protruding from the top surface, spaced apart from each other, arranged vertically and horizontally, and having a size corresponding to the size of the inorganic powder to be imitated.
  • the corresponding size means having substantially the same size.
  • the material of the dummy plate 100 is not limited to a specific material, and may be a polymer material such as polycarbonate (PC) or polydimethylsiloxane (PDMS) or a relatively high hardness material such as silicon, quartz, and glass.
  • PC polycarbonate
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • a relatively high hardness material such as silicon, quartz, and glass.
  • the shape of the bump 150 may be any shape, but may be a shape that protrudes in a hemispherical shape similar to the particles of the inorganic powder to be imitated, and the wettability is changed according to the distance d between the bumps 150. It is advantageous for the wettability measurement to make all the intervals d between the bumps 150 uniform.
  • the inorganic powder to be imitated is a fine particle having a micrometer unit, which functions to dissipate heat of an electronic device by being connected in a line to a thermal interface material.
  • Types of inorganic powders include high thermal conductivity nitrides, hydroxides, oxides, carbides, carbonates, metal salts, metal particles and the like.
  • the inorganic layer 200 is formed by depositing an inorganic substance having the same gas phase (gas phase) as the material of the inorganic powder on the upper surface of the dummy plate 100 at a predetermined thickness, and corresponding to the bump 150. It is provided with a plurality of unit volumes 250 protruding.
  • the contact angle ⁇ formed between the liquid surface 51 of the droplet 50 and the plane 201 of the inorganic layer is formed.
  • the wettability between the resin R and the inorganic powder is indirectly estimated.
  • the contact angle ⁇ is drawn on the liquid surface 51 of the droplet 50 at the contact point 60 where the liquid surface 51 of the droplet 50 and the plane 201 of the inorganic layer 200 meet as shown in FIG. 2.
  • the angle formed between the tangent 61 and the plane 201 of the inorganic layer 200 is a measure for measuring the wettability between the resin R and the inorganic powder.
  • the smaller the contact angle ⁇ the better the wettability.
  • the larger the contact angle ⁇ the worse the wettability.
  • the wettability affects the thermal conductivity of the thermal interface material.
  • the worse the wettability the higher the rate of generation of pores (14, see FIG. 1) at the interface of the inorganic powder, which causes the thermal conductivity of the thermal interface material to rapidly increase. Degrades.
  • the resin (R) functions to bond between the electronic device and the substrate in the thermal interface material
  • the resin (R) has a wide variety of epoxy resins, urethane resins, silicone resins, and fluorocarbon resins (PTFE). It also includes mixed resin mixed with this.
  • the reliability of wettability measurement may be reduced. none. This is because the wettability depends on the interfacial energy (also called surface tension) of the resin R in the droplet state, and the interfacial energy varies depending on the area of the interface where the resin R contacts and the shape of the interface. Because. In short, the wettability of the solid mass in which the granules are aggregated and the wettability of the solid powder in which the grains are scattered are inevitably large.
  • the wettability value between the resin (R) and the inorganic powder estimated by the conventional wettability measurement method was very low. Therefore, tens or hundreds of kinds of resins (R) and inorganic powders were combined one-to-one with each other. It was very inefficient because the test thermal interface material had to be actually manufactured and the heat dissipation efficiency of the test thermal interface material had to be measured.
  • the wettability measuring apparatus of the present invention simulates the surface of the inorganic layer 200 by embossing by protruding the surface of the inorganic layer 200 into a hemispherical shape close to the particle shape of the inorganic powder, that is, the thermal interface material as shown in FIG. It is possible to approximate the wettability value between the inorganic powder and the resin (R) by simulating the structure similarly as the inorganic powder and the resin (R) are actually in contact.
  • the wettability measuring apparatus of the present invention has a simple measurement principle, so that the wettability between the inorganic powder and the resin (R) can be easily estimated, and the structure and structure are not complicated.
  • the wettability measuring apparatus 2 according to the second embodiment of the present invention will now be described.
  • the same configuration as the wettability measuring apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention is denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the dummy plate 100 includes a first dummy plate 110 in which a plurality of first bumps 151 are formed, as shown in FIG.
  • the second dummy plate 120 may include a second dummy plate 120 formed with a plurality of second bumps 152 having a size p ′ larger than a size p of the plurality of first bumps 151.
  • the inorganic layer 200 is deposited on the upper surface of the first imitation plate 110, and includes a first inorganic layer having a plurality of first unit volumes 251 protruding to a shape corresponding to the plurality of first bumps 151. And a second inorganic layer having a plurality of second unit volumes 252 formed on the upper surface of the second imitation plate 120 and protruding to a shape corresponding to the plurality of second bumps 152. 220).
  • Liquid resin (R) is formed as droplets on the first inorganic layer 210 and the second inorganic layer 220, respectively, and can be compared with each other by estimating the difference in the wettability according to the particle size (grain size) of the inorganic powder. Will be. By comparing the wettability, an inorganic powder having an optimal size having good wettability can be selected, and as a result, the heat dissipation effect of the thermal interface material can be maximized.
  • the wettability measuring apparatus 3 according to the third embodiment of the present invention will now be described.
  • the same configuration as the wettability measuring apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention is assigned the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the dummy plate 100 includes a third dummy plate 130 having a plurality of third bumps 153 as shown in FIG. 5, and
  • the fourth dummy plate 140 may include a fourth dummy plate 154 having a plurality of fourth bumps 154 having a wider distance d 'than a gap d between the plurality of third bumps 153.
  • the inorganic layer 200 is deposited on the upper surface of the third imitation plate 130, and includes a third inorganic layer having a plurality of third unit volumes 253 protruding to a shape corresponding to the plurality of third bumps 153. And a fourth inorganic layer having a plurality of fourth unit volumes 254 formed on the upper surface of the second dummy plate 140 and protruding to a shape corresponding to the plurality of fourth bumps 154. 240).
  • the difference in the wettability according to the density of the inorganic powder may be estimated and compared with each other.
  • the inorganic powder having the optimal spacing with good wettability can be selected, and as a result, the heat dissipation effect of the thermal interface material can be maximized.
  • the wettability measuring apparatus 4 according to the fourth embodiment of the present invention will now be described.
  • the same configuration as the wettability measuring apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention is given the same reference numeral, and description thereof will be omitted.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a wettability measuring apparatus according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.
  • the wettability measuring apparatus 4 according to the fourth exemplary embodiment may further include a buffer layer 300.
  • the buffer layer 300 is formed between the dummy plate 100 and the inorganic layer 200, as shown in Figure 6, the upper surface of the buffer layer 300 is bonded to the lower surface of the inorganic layer 200, the buffer layer 300 ) Is adhered to the upper surface of the dummy plate (100).
  • the buffer layer 300 has an acrylic adhesive such as a solvent-based adhesive material or a solvent-free adhesive material, or in addition to the scene Various well-known adhesive materials, such as a flammable adhesive material and a hot melt adhesive material, can be applied.
  • the wettability measuring apparatus 5 according to the fifth embodiment of the present invention will now be described.
  • the same configuration as the wettability measuring apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention is denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a wettability measuring apparatus according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.
  • the inorganic layer existing in the remaining area A2 except the plurality of unit volumes 250 among the entire area A1 of the inorganic layer 200 ( 200) is removed. This allows the unit volumes 250 connected to each other to exist independently of each other, and closely simulates the shape of the inorganic layer 200 to the shape (exactly spherical) and the arrangement of the actual inorganic powder, thereby allowing the inorganic powder and the resin (R) to be separated from each other. This is to estimate the wettability level of H more accurately.
  • the wettability measuring apparatus according to the present invention configured as described above is manufactured in the order as shown in FIGS. 8 to 13, and the pattern processing step (S1), the dummy plate manufacturing step (S2), and the dummy plate separating step (S3). ), And an inorganic layer forming step (S4).
  • S1 the pattern processing step
  • S2 the dummy plate manufacturing step
  • S3 the dummy plate separating step
  • S4 And an inorganic layer forming step (S4).
  • FIG. 8 is a conceptual diagram schematically showing a manufacturing method of the wettability measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a process chart of the manufacturing method of the wettability measuring apparatus of FIG. 8.
  • the pattern processing step (S1) is a step of processing a plurality of grooves 401 recessed inward on the upper surface of the base plate 400 and arranged vertically and horizontally, and having a size corresponding to the size of the inorganic powder to be imitated. That is, a plurality of grooves 401 having substantially the same size as the inorganic powder to be imitated are machined.
  • the groove 401 may be processed by a non-contact special machining method using a laser, plasma, or electron beam, an electrochemical special method such as chemical milling, photo etching, or a mechanical special machining method such as ultrasonic or high speed liquid jet processing. .
  • the base plate 400 may be formed of a material that is harder than a predetermined hardness, similar to the dummy plate 100, and has a low reactivity with the dummy plate 100.
  • the imitation plate manufacturing step (S2) fills and hardens the flow material (M) to a predetermined thickness on the upper surface of the base plate 400, so that one surface corresponds to the upper surface of the base plate 400, exactly the base plate 400.
  • Step of producing the imitation plate 100 having a pattern of the upper and reverse phases That is, by filling and curing the plurality of grooves 401 on the top surface of the base plate 400 with the flow material M, the plurality of grooves 401 protruding corresponding to the top pattern of the base plate 400 is arranged
  • the dummy plate 150 is manufactured to have a pattern arranged.
  • the upper surface of the base plate 400 is dropped by a certain amount of the fluid material M made of the above-described base plate 400 on the upper surface of the base plate 400.
  • the rubber material may be rubbed using a rubber roller or pressurized using a gas so that the flow material M may be evenly spread on the front surface of the base plate 400.
  • the flow material (M) applied to the upper surface of the base plate 400 for a predetermined time in order to shorten the curing time can be directly heated or irradiated with ultraviolet rays.
  • the dummy plate separating step S3 is a step of separating the dummy plate 100 from the base plate 400.
  • the ductility of the imitation plate 100 When the ductility of the imitation plate 100 is high, as shown, it may be separated by bending from one side of the imitation plate 100, and if the ductility is low, the upper surface of the imitation plate 100 is fixed in a state where the bottom surface of the base plate 400 is fixed. It can also be separated by adsorption.
  • the inorganic layer 200 is formed by depositing an inorganic substance having a gaseous phase on a surface of the dummy plate 100, which is simulated in the same pattern as the upper surface of the base plate 400, with a predetermined thickness. ) To form.
  • inorganic materials are as described above, and physical vapor deposition methods such as sputtering, E-beam evaporation, thermal evaporation, and plasma enhanced chemical vapor deposition are used to deposit inorganic materials.
  • physical vapor deposition methods such as sputtering, E-beam evaporation, thermal evaporation, and plasma enhanced chemical vapor deposition are used to deposit inorganic materials.
  • PECVD PECVD
  • low pressure chemical vapor deposition Low Pressure Chemical Vapor Deposition
  • LPCVD Low Pressure Chemical Vapor Deposition
  • the inorganic layer 200 may be formed by a physical vapor deposition method capable of deposition, a simple process, less thermal and chemical modification of the deposited inorganic material, and various selection of the inorganic material.
  • FIGS. 10 is a process chart for the manufacturing method of the wettability measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • the pattern processing step S1 is formed on the upper surface of the first base plate (not shown) as shown in FIGS. 4 and 10.
  • the first and second base plates may be manufactured in a form separated from each other, or may be manufactured in one piece, that is, one base plate 400 may be manufactured in a form divided into two regions.
  • Imitation plate manufacturing step (S2) the first imitation plate production step (S2a) for producing a first imitation plate 110 having one surface having the same pattern as the upper surface of the first base plate, and one surface of the second base plate (
  • a second imitation plate manufacturing step S2b for manufacturing the second imitation plate 120 having the same pattern as the upper surface of the 420 may be included.
  • FIG. 11 is a process chart for the manufacturing method of the wettability measuring apparatus according to the third embodiment of the present invention.
  • the pattern processing step S1 is formed on the upper surface of the third base plate (not shown) as shown in FIGS. 5 and 11.
  • a third pattern processing step S1c recessed inward and arranged in a vertical direction and having a size corresponding to the size of the inorganic powder to be imitated, and processing a plurality of third grooves (not shown) spaced at a predetermined interval from each other;
  • the third and fourth base plates may also be manufactured in a form separated from each other, and may be manufactured in one piece with each other.
  • a fourth dummy plate manufacturing step S2d of manufacturing the fourth dummy plate 140 having the same pattern as the upper surface may be included.
  • the same configuration as the manufacturing method of the wettability measuring apparatus 1 according to the first embodiment is given the same reference numeral. Description thereof will be omitted.
  • FIGS. 6 and 12 are process charts for the manufacturing method of the wettability measuring apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the method of manufacturing the wettability measuring apparatus 4 according to the fourth embodiment of the present invention may further include a buffer layer forming step Sa, as shown in FIGS. 6 and 12.
  • the buffer layer forming step (Sa) is to form a buffer layer 300 on the upper surface of the base plate 400 prior to the dummy plate manufacturing step (S2), or on the upper surface of the base plate 400 prior to the inorganic layer forming step (S4)
  • the buffer layer 300 is formed.
  • the material of the buffer layer 300 is as described above, in order to form the buffer layer 300, the molten adhesive material is applied to the upper surface of the base plate 400 to a predetermined thickness, or the solid adhesive material of the base plate 400 It may be placed on the top of the substrate and pressurized or heated, or may be formed by applying pressure and heat together. In addition, the adhesive material may be formed by depositing an upper surface of the base plate 400.
  • the same configuration as the manufacturing method of the wettability measuring apparatus 1 according to the first embodiment is given the same reference numeral. Description thereof will be omitted.
  • FIGS. 7 and 13 are process charts for the manufacturing method of the wettability measuring apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the method for manufacturing the wettability measuring apparatus 5 according to the fifth embodiment of the present invention may further include an inorganic layer etching step S5 as shown in FIGS. 7 and 13.
  • the inorganic layer etching step (S5) is a portion of the unit volume 250 protruding to correspond to the shape of the plurality of grooves 401 in the entire area A1 of the inorganic layer 200 after the inorganic layer forming step S4. Removing the inorganic layer 200 existing in the remaining area A2 except for.
  • the plasma is generated using a gas that is chemically reactive with the inorganic layer 200, and the reactive radicals in the plasma Reactive Radical Etching (RIE), dry etching including the use of both physical and chemical methods (RIE, Reactive Ion Etching), or acids that corrode the inorganic layer 200
  • RIE plasma Reactive Radical Etching
  • dry etching including the use of both physical and chemical methods (RIE, Reactive Ion Etching), or acids that corrode the inorganic layer 200
  • a wet etching method for melting and removing the remaining region A2 except the unit volume 250 of the entire region A1 of the inorganic layer 200 by using an acid-based chemical agent may be applied.
  • the present invention is a device for measuring the micrometer range, which requires more precise processing dimensions. Therefore, it is possible to precisely process the fine pattern, there is no defect caused by the bubble generation of chemicals and defects due to the concentration unevenness of the chemical, and dry etching with less lifting phenomenon between the inorganic layer 200 and the dummy plate 100.
  • the inorganic layer 200 may be removed by a method.
  • the wettability measuring apparatus and manufacturing method thereof according to the present invention configured as described above have the effect of approximating the wettability value between the inorganic powder and the resin by simulating the surface of the inorganic layer close to the particle shape of the inorganic powder. Can be.
  • the wettability measuring apparatus and manufacturing method thereof according to the present invention configured as described above have a simple principle, so that the wettability between the inorganic powder and the resin can be easily estimated, and since the structure and structure are not complicated, it can be easily manufactured. You can get the effect.
  • the wettability measuring apparatus and manufacturing method thereof according to the present invention configured as described above can reduce the time and effort for testing the material and cost for manufacturing the test thermal interface material, and the thermal conductivity of the test thermal interface material. The effect can be obtained.
  • the wettability measuring apparatus and manufacturing method thereof according to the present invention configured as described above can compare the difference in the wettability according to the particle size of the inorganic powder, so that the inorganic powder having an optimal size having good wettability can be selected. Through this, the heat dissipation effect of the thermal interface material can be maximized.
  • the wettability measuring apparatus and manufacturing method thereof according to the present invention configured as described above can compare the difference in the wettability according to the density of the inorganic powder, so that an inorganic powder having an optimal spacing with good wettability can be selected. Through this, the heat dissipation effect of the thermal interface material can be maximized.
  • the wettability measuring apparatus and its manufacturing method of the present invention configured as described above can obtain the effect of preventing the imitation plate and the inorganic layer from being separated from each other through the buffer layer.
  • the wettability measuring apparatus and manufacturing method thereof according to the present invention configured as described above removes the inorganic layer existing in the remaining region except the simulated region from the entire region of the inorganic layer, thereby making it possible to obtain the wettability value between the inorganic powder and the resin. The effect can be accurately estimated.

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 젖음성 측정장치는 모조플레이트와, 무기층을 포함하고, 이의 제작방법은 패턴 가공단계와, 모조플레이트 제작단계와, 모조플레이트 분리단계와, 무기층 형성단계를 포함한다. 이를 통해 무기파우더와 레진 간의 젖음성을 간편하게 추정할 수 있고 제작이 용이하며, 시험용 열 계면 재료를 제작하기 위한 재료와 비용, 시험용 열 계면 재료의 열 전도도를 테스트하기 위한 시간과 노력을 절감할 수 있다. 또한, 젖음성이 좋은 최적의 크기와 간격을 갖는 무기파우더를 선정할 수 있고, 이를 통해 열 계면 재료의 방열 효과를 극대화할 수 있으며, 모조플레이트와 무기층이 서로 분리되는 것을 방지할 수 있고, 무기파우더와 레진 사이의 젖음성 수치를 보다 정확하게 추정할 수 있다.

Description

젖음성 측정장치 및 이의 제작방법
본 발명은 젖음성 측정장치 및 이의 제작방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분말 형태로 된 무기파우더와 액상의 레진 간의 젖음성을 간접적으로 알아볼 수 있는 젖음성 측정장치 및 이의 제작방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차세대 전자소자의 개발을 위한 반도체 기술은 경박단소화 및 다기능화를 위한 고집적 기술로 발전하고 있다. 이들 고집적화된 전자소자의 구동은 전자소자 내부의 열 방출을 야기하고, 전자소자의 소형화에 따른 높은 열 밀도는 전자소자의 신뢰성 및 수명을 단축시키는 결과를 초래한다. 또한, 처리 속도의 고속화와 안전성을 위해 방열성 전자 부품에 대한 요구가 점점 높아지고 있다.
전자소자 내에서 발생되는 열을 외부로 방출시키기 위한 방법으로, 전자소자에 열 계면 재료(TIM, thermal interface materials)를 부착하는 방법이 제시되고 있다. 열 계면 재료란 반도체 칩 내부 및 전자소자의 발열 부위에 부착되어 열을 밖으로 방출시키는 재료이다.
열 계면 재료는 방열 그리스, 방열 시트, 방열 접착테이프 등의 형태로 존재하며 우수한 접착력 및 열 전도 특성을 가진다. 열 계면 재료에 있어서, 접착제로 쓰이는 레진(고분자 수지)은 접착력은 우수하나 열 전도도가 매우 낮기 때문에, 열 전도도가 높은 무기파우더, 구체적으로는 알루미나, 수산화알루미늄, 질화붕소, 산화아연, 탄화규소, 산화마그네슘 등과 같은 무기파우더를 별도로 첨가하여 열 계면 재료의 열 전도도를 향상시키고 있다.
도 1은 종래의 열 계면 재료의 일례를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 열 계면 재료(10)는 플레이트(11) 상에 일정두께로 형성되고, 에폭시 수지, 경화제, 경화촉진제 등으로 구성된 레진(12)의 하측에 전자석 혹은 영구자석(미도시)을 배치시키고, 열 전도성이 높고 자성을 갖는 무기파우더(13)를 레진의 상측에 분사 노즐로 분사시켜 제작된다.
종래의 열 계면 재료(10)는 무기파우더(13)를 레진(12) 표면에 분사하여 균일하게 도포할 수 있으며, 자력을 이용하여 레진(12) 층에 무기파우더(13)를 균일하게 침투시킴으로써 효율적인 열 전달 구조를 형성할 수 있었다.
한편, 열 계면 재료(10)는 레진과 무기파우더 사이의 젖음성(Wettability), 즉 고체에 접촉된 액체가 흘러서 퍼져 가는 정도에 따라 열 전도도가 변한다. 그 원인은 도 1에 확대하여 도시한 바와 같이 레진(12)과 무기파우더(13) 간에 젖음성이 나쁘면, 무기파우더(13)의 계면에 기공(14)이 발생되는 비율이 높아지고, 이 기공(14)으로 인해 열 계면 재료(10)의 열 전도도가 급격히 저하되기 때문이다.
이러한 이유 때문에 레진(12)과 무기파우더(13) 간에 젖음성을 측정하기 위해, 지금까지는 다양한 종류의 레진(12) 및 무기파우더(13)를 준비하고, 이를 서로 일대일로 조합하여 수십 혹은 수백가지의 시험용 열 계면 재료(10)를 제작한 다음, 시험용 열 계면 재료의 열 전도도, 즉 방열 효율을 각각 측정한 다음, 여기서 가장 방열 효율이 좋은 조합을 택하여 방열성 전자 부품으로 사용하였다.
그랬기 때문에, 시험용 열 계면 재료를 제작하기 위한 재료와 비용이 증가할 수밖에 없는 문제점이 있었고, 시험용 열 계면 재료의 열 전도도를 테스트하기 위한 시간과 노력이 과다하게 소요되는 문제점이 있었다.
참고로, Sessile Drop Method, Wilhelmy Plate Method, Single Fiber Contact Angle Method, Washburn Adsorption Method로 알려진 젖음성 측정 방법들은 모두 고체가 일정크기 이상의 규모화된, 다시 말해 액적의 크기보다 큰 고체의 표면에 액체를 토출하여 액적(droplet)이 맺히게 하고, 이 액적의 접촉각을 측정하는 방법들이다.
열 전도성 입자로 쓰이는 무기파우더(13)는 입자의 크기가 마이크로미터 단위를 갖는 알갱이 형태로서, 밀리미터 단위로 맺히는 액적의 크기보다 매우 작기 때문에 통상의 젖음성 측정장치로는 무기파우더(13)와 레진(12) 간의 젖음성을 측정하기가 사실상 불가능하였다.
본 발명의 일 측면은, 무기파우더와 레진 사이의 젖음성을 근사하게 측정할 수 있고, 그 원리와 구조가 간단한 젖음성 측정장치를 제공하고자 한다.
또한 본 발명의 다른 측면은, 무기파우더와 레진 사이의 젖음성을 근사하게 측정할 수 있고, 그 원리와 구조가 간단한 젖음성 측정장치의 제작방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 젖음성 측정장치는, 상면에 돌출형성되고, 서로 이격되어 종횡으로 배열되며, 모방할 무기파우더의 크기와 대응되는 크기를 갖는 다수의 범프를 구비하는 모조플레이트; 및 상기 무기파우더의 재질과 동일한 기상의 무기물이 상기 모조플레이트의 상면에 일정두께로 증착되어 형성되고, 상기 범프와 대응되는 형상으로 돌출형성된 다수의 단위볼륨을 구비하는 무기층;을 포함하고, 액상의 레진(lesin)이 상기 다수의 단위볼륨 상에서 액적(droplet)으로 맺혀지며, 상기 액적의 액면과 상기 무기층의 평면이 이루는 접촉각을 측정함으로써, 상기 레진과 상기 무기파우더 사이의 젖음성을 측정한다.
상기 모조플레이트는, 다수의 제1범프가 형성된 제1모조플레이트와, 상기 다수의 제1범프보다 큰 크기를 갖는 다수의 제2범프가 형성된 제2모조플레이트를 포함하고, 상기 무기층은, 상기 제1모조플레이트의 상면에 증착되어, 상기 다수의 제1범프와 대응되는 형상으로 돌출형성된 다수의 제1단위볼륨을 구비하는 제1무기층과, 상기 제2모조플레이트의 상면에 증착되어, 상기 다수의 제2범프와 대응되는 형상으로 돌출형성된 다수의 제2단위볼륨을 구비하는 제2무기층을 포함하며, 상기 액상의 레진이 상기 제1무기층과 상기 제2무기층 상에 액적으로 각각 맺혀짐으로써, 상기 무기파우더의 입도에 따른 젖음성의 차이를 서로 비교할 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 모조플레이트는, 다수의 제3범프가 형성된 제3모조플레이트와, 상기 다수의 제3범프 사이의 간격보다 더 넓은 간격을 갖는 다수의 제4범프가 형성된 제4모조플레이트를 포함하고, 상기 무기층은, 상기 제3모조플레이트의 상면에 증착되어, 상기 다수의 제3범프와 대응되는 형상으로 돌출형성된 다수의 제3단위볼륨을 구비하는 제3무기층과, 상기 제4모조플레이트의 상면에 증착되어, 상기 다수의 제4범프와 대응되는 형상으로 돌출형성된 다수의 제4단위볼륨을 구비하는 제4무기층을 포함하며, 상기 액상의 레진이 상기 제3무기층과 상기 제4무기층 상에 액적으로 각각 맺혀짐으로써, 상기 무기파우더의 밀도에 따른 젖음성의 차이을 서로 비교할 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 모조플레이트와 상기 무기층 사이에 형성되는 버퍼층;을 더 포함하고, 상기 버퍼층의 상면은 상기 무기층의 하면에 접착되고, 상기 버퍼층의 하면은 상기 모조플레이트의 상면에 접착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 젖음성 측정장치의 제작방법은, 기저플레이트의 상면에 내측으로 함몰되어 종횡으로 배열되고, 모방할 무기파우더의 크기와 실질적으로 동일한 크기를 갖는 다수의 홈을 가공하는 패턴 가공단계; 상기 기저플레이트의 상면에 유동물질을 일정 두께로 채우고 경화시켜, 일면이 상기 기저플레이트의 상면과 동일한 패턴을 갖는 모조플레이트를 제작하는 모조플레이트 제작단계; 상기 모조플레이트를 상기 기저플레이트로부터 분리시키는 모조플레이트 분리단계; 및 상기 기저플레이트의 상면과 동일한 패턴으로 모사된 상기 모조플레이트의 일면에 기상의 무기물을 일정두께로 증착하여 무기층을 형성하는 무기층 형성단계;를 포함한다.
상기 패턴 가공단계는, 제1기저플레이트의 상면에 내측으로 함몰되어 종횡으로 배열되고, 모방할 무기파우더의 크기와 실질적으로 동일한 크기를 갖는 다수의 제1홈을 가공하는 제1패턴 가공단계와, 제2기저플레이트의 상면에 내측으로 함몰되어 종횡으로 배열되고, 상기 제1홈보다 큰 크기를 갖는 다수의 제2홈을 가공하는 제2패턴 가공단계를 포함하고, 상기 모조플레이트 제작단계는, 일면이 상기 제1기저플레이트의 상면과 동일한 패턴을 갖는 제1모조플레이트를 제작하는 제1모조플레이트 제작단계와, 일면이 상기 제2기저플레이트의 상면과 동일한 패턴을 갖는 제2모조플레이트를 제작하는 제2모조플레이트 제작단계를 포함할 수 있다.
상기 패턴 가공단계는, 제3기저플레이트의 상면에 내측으로 함몰되어 종횡으로 배열되고, 모방할 무기파우더의 크기와 실질적으로 동일한 크기를 갖으며, 서로 일정간격으로 이격된 다수의 제3홈을 가공하는 제3패턴 가공단계와, 제4기저플레이트의 상면에 내측으로 함몰되어 종횡으로 배열되고, 상기 다수의 제3홈의 간격보다 더 넓은 간격을 갖는 다수의 제4홈을 가공하는 제4패턴 가공단계를 포함하고, 상기 모조플레이트 제작단계는, 일면이 상기 제3기저플레이트의 상면과 동일한 패턴을 갖는 제3모조플레이트를 제작하는 제3모조플레이트 제작단계와, 일면이 상기 제4기저플레이트의 상면과 동일한 패턴을 갖는 제4모조플레이트를 제작하는 제4모조플레이트 제작단계를 포함할 수 있다.
상기 모조플레이트 제작단계에 앞서, 상기 기저플레이트의 상면에 버퍼층을 형성하는 버퍼층 형성단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 무기층 형성단계에 앞서, 상기 기저플레이트의 상면에 버퍼층을 형성하는 버퍼층 형성단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 무기층 형성단계에 이어서, 상기 무기층의 전체 영역 중에서 상기 다수의 홈의 형상과 실질적으로 대응되게 돌출된 모사 영역을 제외한 나머지 영역에 존재하는 상기 무기층을 제거하는 무기층 에칭단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 젖음성 측정장치 및 이의 제작방법에 따르면, 무기파우더와 레진 간의 젖음성을 간편하게 추정할 수 있고, 제작이 용이하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 젖음성 측정장치 및 이의 제작방법에 따르면, 시험용 열 계면 재료를 제작하기 위한 재료와 비용, 시험용 열 계면 재료의 열 전도도를 테스트하기 위한 시간과 노력을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 젖음성 측정장치 및 이의 제작방법에 따르면, 젖음성이 좋은 최적의 크기를 갖는 무기파우더를 선정할 수 있고, 이를 통해 열 계면 재료의 방열 효과를 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 젖음성 측정장치 및 이의 제작방법에 따르면, 젖음성이 좋은 최적의 간격을 갖는 무기파우더를 선정할 수 있고, 이를 통해 열 계면 재료의 방열 효과를 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 젖음성 측정장치 및 이의 제작방법에 따르면, 모조플레이트와 무기층이 서로 분리되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 젖음성 측정장치 및 이의 제작방법에 따르면, 무기파우더와 레진 사이의 젖음성 수치를 보다 정확하게 추정할 수 있다.
도 1은 종래의 열 계면 재료의 일례를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 젖음성 측정장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 종래의 젖음성 측정장치 및 본 발명의 젖음성 측정장치에서 각각 측정된 접촉각의 차이를 비교하여 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 젖음성 측정장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 젖음성 측정장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 젖음성 측정장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제5실시예에 따른 젖음성 측정장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 젖음성 측정장치의 제작방법을 모식적으로 나타낸 개념도이다.
도 9는 도 8의 젖음성 측정장치의 제작방법에 대한 공정도이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 젖음성 측정장치의 제작방법에 대한 공정도이다.
도 11은 본 발의 제3실시예에 따른 젖음성 측정장치의 제작방법에 대한 공정도이다.
도 12은 본 발명의 제4실시예에 따른 젖음성 측정장치의 제작방법에 대한 공정도이다.
도 13은 본 발명의 제5실시예에 따른 젖음성 측정장치의 제작방법에 대한 공정도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "~위에" 또는 "~상에" 있다고 할 때 이는 다른 부분의 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 그리고 "~상(면)에" 라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것을 의미하며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 젖음성 측정장치 및 이의 제작방법의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 젖음성 측정장치를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 3은 종래의 젖음성 측정장치와 본 발명의 젖음성 측정장치에서 각각 측정된 접촉각의 차이를 비교하여 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 젖음성 측정장치(1)는 분말 형태로 된 무기파우더(13, 도 1 참조)와 액상의 레진(R) 간의 젖음성을 간접적으로 근사하게 알아볼 수 있는 젖음성 측정장치로서, 모조플레이트(100)와, 무기층(200)을 포함한다.
상기 모조플레이트(100)는 상면에 돌출형성되고, 서로 이격되어 종횡으로 배열되며, 모방(imitation)할 무기파우더의 크기와 대응되는 크기를 갖는 다수의 범프(150)를 구비한다. 여기서 대응되는 크기란 실질적으로 동일한 크기를 갖는 것을 의미한다.
모조플레이트(100)의 재질은 특정 재질로 한정되지 않으며, 폴리카보네트(PC)나 폴리디메틸실록산(PDMS)와 같은 고분자 물질 또는 실리콘, 석영, 유리와 같은 비교적 경도가 높은 재질이면 된다.
범프(150)의 형상은 어떠한 형상이든 무방하나, 모방할 무기파우더의 입자와 유사하게 반구 형상으로 돌출되는 형상일 수 있고, 범프(150) 사이의 간격(d)에 따라 젖음성이 달라지기 때문에, 범프(150) 사이의 간격(d)을 모두 균일하게 하는 것이 젖음성 측정에 있어서 유리하다.
모방할 무기파우더는 열 계면 재료에 일렬로 연결되어 전자소자의 열을 방열시키는 기능을 하고, 마이크로미터 단위를 갖는 미세 입자이다. 무기파우더의 종류로는 열 전도율이 높은 질화물, 수산화물, 산화물, 탄화물, 탄산염, 금속산염, 금속입자 등이 있다. 구체적으로는 질화붕소, 질화알루미늄, 질화규소, 질화갈륨, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 산화규소, 산화알루미늄, 산화티타늄, 산화아연, 산화주석, 산화구리, 산화니켈, 탄화규소, 탄산칼슘, 티타늄산 바륨, 티타늄산 칼륨, 구리, 은, 금, 니켈, 알루미늄, 백금 등이 있으며, 이 입자들이 혼합된 형태로도 사용된다.
상기 무기층(200)은 상술한 무기파우더의 재질과 동일한 기상(氣相, 기체상)의 무기물이 모조플레이트(100)의 상면에 일정두께로 증착되어 형성되고, 범프(150)와 대응되는 형상으로 돌출형성된 다수의 단위볼륨(250)을 구비한다.
다수의 단위볼륨(250) 상에 액상의 레진(R)이 토출되어 액적(50)으로 맺혀지면, 액적(50)의 액면(51)과 무기층의 평면(201)이 이루는 접촉각(θ)을 측정함으로써, 레진(R)과 무기파우더 사이의 젖음성을 간접적으로 추정하게 된다.
접촉각(θ)은 도 2에 도시된 바와 같이 액적(50)의 액면(51)과 무기층(200)의 평면(201)이 만나는 접점(60)에서 액적(50)의 액면(51)에 그은 접선(61)과 무기층(200)의 평면(201)이 이루는 각도로서, 레진(R)과 무기파우더 사이의 젖음성을 가늠할 수 있는 척도이다. 일반적으로 접촉각(θ)이 작을수록 젖음성이 좋다라고 하고, 접촉각(θ)이 클수록 젖음성이 나쁘다라고 한다. 젖음성은 열 계면 재료의 열 전도도에 영향을 미치는데, 젖음성이 나쁠수록 무기파우더의 계면에 기공(14, 도 1 참조)이 발생되는 비율이 높아지고, 이 기공으로 인해 열 계면 재료의 열 전도도가 급격히 저하된다.
이 때문에, 열 계면 재료를 제조하기 전에 레진(R)과 무기파우더 사이의 젖음성을 측정하여 최적의 열 전도도를 나타내는 레진(R)과 무기파우더의 조합을 선택하는 것이 요구되었고, 배경기술에 기술한 바와 같이 지금까지는 이를 측정할 수 있는 수단이 없었다. 참고로, 레진(R)은 열 계면 재료에 있어서, 전자소자와 기판 사이를 접착하는 기능을 하고, 레진(R)의 종류는 에폭시 수지, 우레탄 수지, 실리콘 수지, 불소수지(PTFE) 등 매우 다양하며, 또한 이를 혼합한 혼합 수지까지 포함한다.
만약, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 기존과 같은 젖음성 측정방법(구체적으로는 Sessile Drop Method)으로 레진(R)과 무기파우더 사이의 젖음성을 추정하게 되면, 젖음성의 측정 신뢰도가 떨어질 수밖에 없다. 왜냐하면, 젖음성은 액적 상태에 있는 레진(R)의 계면 에너지(표면장력이라고도 불림)에 따라 달라지며, 계면 에너지는 레진(R)이 접촉하는 계면의 면적과 계면의 형상에 따라 그 수치가 달라지기 때문이다. 요컨대, 알갱이들이 뭉쳐있는 고체 덩어리 상태의 젖음성과 알갱이들이 흩어져 있는 고체 분말 상태의 젖음성은 차이가 클 수밖에 없다.
결국, 기존의 젖음성 측정방법으로 추정된 레진(R)과 무기파우더 간의 젖음성 수치는 그 신뢰도가 매우 낮았기 때문에, 다양한 종류의 레진(R) 및 무기파우더를 서로 일대일로 조합하여 수십 혹은 수백 가지의 시험용 열 계면 재료를 실제로 제작해야 했고, 또한 이 시험용 열 계면 재료의 방열 효율을 각각 측정할 수밖에 없었기 때문에 매우 비효율적이었다.
반면, 본 발명의 젖음성 측정장치는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 무기층(200)의 표면을 무기파우더의 입자 형태에 가까운 반구 형상으로 돌출시켜 엠보싱 형태로 모사, 다시 말해 열 계면 재료 안에서 무기파우더와 레진(R)이 실제 접촉하고 있는 것처럼 그 구조를 비슷하게 모사함으로써, 무기파우더와 레진(R) 사이의 젖음성 수치를 근사하게 추정할 수 있는 것이다.
이와 같이 본 발명의 젖음성 측정장치는 측정원리가 간단하므로, 무기파우더와 레진(R) 간의 젖음성을 간편하게 추정할 수 있고, 구성과 구조가 복잡하지 않기 때문에 제작이 용이하다. 특히, 시험용 열 계면 재료를 제작하기 위한 재료와 비용, 시험용 열 계면 재료의 열 전도도를 테스트하기 위한 시간과 노력 등 종래의 문제점들을 모두 해소할 수 있다.
지금부터는 본 발명의 제2실시예에 따른 젖음성 측정장치(2)에 대하여 설명한다. 본 발명의 제2실시예에 따른 젖음성 측정장치(2)에 대하여 본 발명의 제1실시예에 따른 젖음성 측정장치(1)와 동일한 구성은 동일한 도면 부호를 부여하고, 이에 대한 설명은 생략한다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 젖음성 측정장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 본 발명의 제2실시예에 따른 젖음성 측정장치(2)에 있어서, 모조플레이트(100)는 도 4에 도시된 바와 같이 다수의 제1범프(151)가 형성된 제1모조플레이트(110)와, 다수의 제1범프(151)의 크기(p)보다 큰 크기(p')를 갖는 다수의 제2범프(152)가 형성된 제2모조플레이트(120)를 포함할 수 있다.
무기층(200)은 제1모조플레이트(110)의 상면에 증착되어, 다수의 제1범프(151)와 대응되는 형상으로 돌출형성된 다수의 제1단위볼륨(251)을 구비하는 제1무기층(210)과, 제2모조플레이트(120)의 상면에 증착되어, 다수의 제2범프(152)와 대응되는 형상으로 돌출형성된 다수의 제2단위볼륨(252)을 구비하는 제2무기층(220)을 포함할 수 있다.
액상의 레진(R)이 제1무기층(210)과 제2무기층(220) 상에 각각 액적으로 맺혀짐으로써, 무기파우더의 입도(알갱이 크기)에 따른 젖음성의 차이를 추정하여 서로 비교할 수 있게 된다. 이러한 젖음성의 비교를 통해 젖음성이 좋은 최적의 크기를 갖는 무기파우더를 선정할 수 있음은 물론, 이를 통해 열 계면 재료의 방열 효과를 극대화할 수 있다.
지금부터는 본 발명의 제3실시예에 따른 젖음성 측정장치(3)에 대하여 설명한다. 본 발명의 제3실시예에 따른 젖음성 측정장치(3)에 대하여 본 발명의 제1실시예에 따른 젖음성 측정장치(1)와 동일한 구성은 동일한 도면 부호를 부여하고, 이에 대한 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 젖음성 측정장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 본 발명의 제3실시예에 따른 젖음성 측정장치(3)에 있어서, 모조플레이트(100)는 도 5에 도시된 바와 같이 다수의 제3범프(153)가 형성된 제3모조플레이트(130)와, 다수의 제3범프(153) 사이의 간격(d)보다 더 넓은 간격(d')을 갖는 다수의 제4범프(154)가 형성된 제4모조플레이트(140)를 포함할 수 있다.
무기층(200)은 제3모조플레이트(130)의 상면에 증착되어, 다수의 제3범프(153)와 대응되는 형상으로 돌출형성된 다수의 제3단위볼륨(253)을 구비하는 제3무기층(230)과, 제4모조플레이트(140)의 상면에 증착되어, 다수의 제4범프(154)와 대응되는 형상으로 돌출형성된 다수의 제4단위볼륨(254)을 구비하는 제4무기층(240)을 포함할 수 있다.
액상의 레진(R)이 제3무기층(230)과 제4무기층(240) 상에 액적으로 각각 맺혀짐으로써, 무기파우더의 밀도에 따른 젖음성의 차이를 추정하여 서로 비교할 수 있게 된다. 이러한 젖음성의 비교를 통해 젖음성이 좋은 최적의 간격을 갖는 무기파우더를 선정할 수 있음은 물론, 이를 통해 열 계면 재료의 방열 효과를 극대화할 수 있다.
지금부터는 본 발명의 제4실시예에 따른 젖음성 측정장치(4)에 대하여 설명한다. 본 발명의 제4실시예에 따른 젖음성 측정장치(4)에 대하여 본 발명의 제1실시예에 따른 젖음성 측정장치(1)와 동일한 구성은 동일한 도면 부호를 부여하고, 이에 대한 설명은 생략한다.
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 젖음성 측정장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 젖음성 측정장치(4)는 버퍼층(300)을 더 포함할 수 있다.
상기 버퍼층(300)은 도 6에 도시된 바와 같이 모조플레이트(100)와 무기층(200) 사이에 형성되고, 버퍼층(300)의 상면은 무기층(200)의 하면에 접착되고, 버퍼층(300)의 하면은 모조플레이트(100)의 상면에 접착된다. 이는 모조플레이트(100)와 무기층(200) 사이의 접착강도가 낮아, 서로 분리되는 것을 방지하기 위함으로, 버퍼층(300)에는 용제계 점착물질이나 무용제계 점착물질과 같은 아크릴계 접착제나, 이외에 광경화형 접착물질, 핫멜트형 접착물질 등 다양한 공지의 접착물질들이 적용될 수 있다.
지금부터는 본 발명의 제5실시예에 따른 젖음성 측정장치(5)에 대하여 설명한다. 본 발명의 제5실시예에 따른 젖음성 측정장치(5)에 대하여 본 발명의 제1실시예에 따른 젖음성 측정장치(1)와 동일한 구성은 동일한 도면 부호를 부여하고, 이에 대한 설명은 생략한다.
도 7은 본 발명의 제5실시예에 따른 젖음성 측정장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 본 발명의 제5실시예에 따른 젖음성 측정장치(5)에 있어서, 무기층(200)의 전체 영역(A1) 중에서 다수의 단위볼륨(250)을 제외한 나머지 영역(A2)에 존재하는 무기층(200)이 제거된다. 이는 서로 이어진 단위볼륨(250)을 서로 독립적으로 존재하게 하여, 무기층(200)이 이루는 형상을 실제 무기파우더의 모양(정확히는 구형) 및 배열 형태에 가깝게 모사함으로써, 무기파우더와 레진(R) 사이의 젖음성 수치를 보다 정확하게 추정하기 위함이다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 젖음성 측정장치는 도 8 내지 도 13에 도시된 바와 같은 순서로 제작되며, 패턴 가공단계(S1)와, 모조플레이트 제작단계(S2)와, 모조플레이트 분리단계(S3)와, 무기층 형성단계(S4)를 포함한다. 이하, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 젖음성 측정장치에 대한 제작방법을 도면과 함께 상세히 설명한다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 젖음성 측정장치의 제작방법을 모식적으로 나타낸 개념도이고, 도 9는 도 8의 젖음성 측정장치의 제작방법에 대한 공정도이다.
도 2와 도 8 및 도 9를 참조하면,
(S1 : 패턴 가공단계)
상기 패턴 가공단계(S1)는 기저플레이트(400)의 상면에 내측으로 함몰되어 종횡으로 배열되고, 모방할 무기파우더의 크기와 대응되는 크기를 갖는 다수의 홈(401)을 가공하는 단계이다. 즉 모방할 무기파우더와 실질적으로 동일한 크기를 갖는 다수의 홈(401)을 가공한다.
홈(401)을 가공하는 방법은 레이저, 플라즈마, 전자빔을 이용한 비접촉 특수가공법이나, 케미컬 밀링, 포토 에칭과 같은 전기화학적 특수가공법, 혹은 초음파, 고속 액체제트가공과 같은 기계적 특수가공법 등이 적용될 수 있다.
기저플레이트(400)의 재질은 모조플레이트(100)와 마찬가지로 일정 경도 이상으로 단단하고, 모조플레이트(100)와 반응성이 낮은 재질이면 충분하다.
(S2 : 모조플레이트 제작단계)
상기 모조플레이트 제작단계(S2)는 기저플레이트(400)의 상면에 유동물질(M)을 일정 두께로 채우고 경화시켜, 일면이 기저플레이트(400)의 상면과 대응되는 패턴, 정확히는 기저플레이트(400)의 상면과 역상의 패턴을 갖는 모조플레이트(100)를 제작하는 단계이다. 즉, 기저플레이트(400)의 상면의 다수의 홈(401)을 유동물질(M)로 채우고 경화시킴으로써, 다수의 홈(401)이 배열된 기저플레이트(400)의 상면 패턴에 대응되는 돌출된 다수의 범프(150)가 배열된 패턴을 갖도록 모조플레이트(100)를 제작한다.
구체적으로는, 기저플레이트(400)의 상면에 상술한 기저플레이트(400)의 재질로 된 유동물질(M)을 일정량 떨어뜨려 기저플레이트(400)의 상면을 덮는다. 다음, 고무 롤러를 이용하여 문지르거나 가스를 이용하여 압력을 가하여 유동물질(M)이 기저플레이트(400)의 전면에 골고루 퍼지도록 할 수 있다. 기저플레이트(400)의 상면에 도포된 유동물질(M)을 일정시간 경화시키는데, 경화 시간을 단축하기 위해 직접 열을 가하거나 자외선을 조사할 수 있다.
(S3 : 모조플레이트 분리단계)
상기 모조플레이트 분리단계(S3)는 모조플레이트(100)를 기저플레이트(400)로부터 분리시키는 단계이다. 모조플레이트(100)의 연성이 높으면 도시된 바와 같이 모조플레이트(100)의 일측부터 구부려 분리할 수도 있고, 연성이 낮으면 기저플레이트(400)의 하면을 고정한 상태에서 모조플레이트(100)의 상면을 흡착하여 분리시킬 수도 있다.
(S4 : 무기층 형성단계)
상기 무기층 형성단계(S4)는 기저플레이트(400)의 상면과 동일한 패턴으로 모사된 모조플레이트(100)의 일면에 기상(氣相, 기체상)의 무기물을 일정두께로 증착하여 무기층(200)를 형성하는 단계이다.
무기물의 종류는 상술한 바와 같고, 무기물을 증착하기 위해 스퍼터링(sputtering), 전자빔 증착법(E-beam evaporation), 열 증착법(Thermal evaporation)과 같은 물리적 증착법과, 플라즈마 화학기상증착법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition : PECVD), 저압력 화학기상증착법(Low Pressure Chemical Vapor Deposition ; LPCVD)과 같은 화학적 증착법으로 수행될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
다만, 무기층(200)가 경화 및 수축되는 과정에서 무기층(200)의 단위볼륨(250)과 나머지 영역(A2)의 경계 부분(A3, 도 7 참조)에 응력이 집중될 수 있으므로, 가열이 없이 증착이 가능하고, 공정이 단순하며 증착되는 무기물의 열적, 화학적 변형이 적으며, 무기물의 다양한 선택이 가능한 물리적 증착법으로 무기층(200)을 형성할 수 있다.
지금부터는 본 발명의 제2실시예에 따른 젖음성 측정장치(2)를 제작하는 방법에 대하여 설명한다. 본 발명의 제2실시예에 따른 젖음성 측정장치(2)를 제작하는 방법에 대하여 본 발명에 제1실시예에 따른 젖음성 측정장치(1)의 제작방법과 동일한 구성에 대한 설명은 생략한다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 젖음성 측정장치의 제작방법에 대한 공정도이다. 본 발명의 제2실시예에 따른 젖음성 측정장치(2)를 제작하는 방법에 있어서, 패턴 가공단계(S1)는 도 4와 도 10에 도시된 바와 같이 제1기저플레이트(미도시)의 상면에 내측으로 함몰되어 종횡으로 배열되고, 모방할 무기파우더의 크기와 대응되는 크기를 갖는 다수의 제1홈(미도시)을 가공하는 제1패턴 가공단계(S1a)와, 제2기저플레이트(미도시)의 상면에 내측으로 함몰되어 종횡으로 배열되고, 제1홈보다 큰 크기를 갖는 다수의 제2홈(미도시)을 가공하는 제2패턴 가공단계(S1b)를 포함할 수 있다.
이때, 제1, 2기저플레이트는 서로 분리된 형태로 제작될 수도 있고, 서로 일체형으로 제작되는, 즉 하나의 기저플레이트(400)가 두 영역으로 구획된 형태로 제작될 수도 있다.
모조플레이트 제작단계(S2)는, 일면이 제1기저플레이트의 상면과 동일한 패턴을 갖는 제1모조플레이트(110)를 제작하는 제1모조플레이트 제작단계(S2a)와, 일면이 제2기저플레이트(420)의 상면과 동일한 패턴을 갖는 제2모조플레이트(120)를 제작하는 제2모조플레이트 제작단계(S2b)를 포함할 수 있다.
지금부터는 본 발명의 제3실시예에 따른 젖음성 측정장치(3)를 제작하는 방법에 대하여 설명한다. 본 발명의 제3실시예에 따른 젖음성 측정장치(3)를 제작하는 방법에 대하여 본 발명에 제1실시예에 따른 젖음성 측정장치(1)의 제작방법과 동일한 구성에 대한 설명은 생략한다.
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 젖음성 측정장치의 제작방법에 대한 공정도이다. 본 발명의 제3실시예에 따른 젖음성 측정장치(3)를 제작하는 방법에 있어서, 패턴 가공단계(S1)는 도 5와 도 11에 도시된 바와 같이 제3기저플레이트(미도시)의 상면에 내측으로 함몰되어 종횡으로 배열되고, 모방할 무기파우더의 크기와 대응되는 크기를 가지며, 서로 일정간격으로 이격된 다수의 제3홈(미도시)을 가공하는 제3패턴 가공단계(S1c)와, 제4기저플레이트(미도시)의 상면에 내측으로 함몰되어 종횡으로 배열되고, 다수의 제3홈의 간격보다 더 넓은 간격을 갖는 다수의 제4홈(미도시)을 가공하는 제4패턴 가공단계(S1d)를 포함할 수 있다.
이때, 제3, 4기저플레이트도 서로 분리된 형태로 제작될 수 있고, 서로 일체형으로 제작될 수 있다.
모조플레이트 제작단계(S2)는, 일면이 제3기저플레이트의 상면과 동일한 패턴을 갖는 제3모조플레이트(130)를 제작하는 제3모조플레이트 제작단계(S2c)와, 일면이 제4기저플레이트의 상면과 동일한 패턴을 갖는 제4모조플레이트(140)를 제작하는 제4모조플레이트 제작단계(S2d)를 포함할 수 있다.
지금부터는 본 발명의 제4실시예에 따른 젖음성 측정장치(4)를 제작하는 방법에 대하여 설명한다. 본 발명의 제4실시예에 따른 젖음성 측정장치(4)를 제작하는 방법에 대하여 본 발명에 제1실시예에 따른 젖음성 측정장치(1)의 제작방법과 동일한 구성은 동일한 도면 부호를 부여하고, 이에 대한 설명은 생략한다.
도 12은 본 발명의 제4실시예에 따른 젖음성 측정장치의 제작방법에 대한 공정도이다. 본 발명의 제4실시예에 따른 젖음성 측정장치(4)를 제작하는 방법은 도 6과 도 12에 도시된 바와 같이, 버퍼층 형성단계(Sa)를 더 포함할 수 있다.
(Sa : 버퍼층 형성단계)
상기 버퍼층 형성단계(Sa)는 모조플레이트 제작단계(S2)에 앞서 기저플레이트(400)의 상면에 버퍼층(300)을 형성하거나, 무기층 형성단계(S4)에 앞서 기저플레이트(400)의 상면에 버퍼층(300)을 형성하는 단계이다.
버퍼층(300)의 재질은 상술한 바와 같고, 버퍼층(300)을 형성하기 위해 용융된 접착물질을 기저플레이트(400)의 상면에 일정두께로 도포하거나, 고체 상태의 접착물질을 기저플레이트(400)의 상면에 놓고 가압 또는 가열하거나, 또는 압력과 열을 함께 가하여 형성시킬 수 있다. 또한, 접착물질을 기저플레이트(400)의 상면에 증착시켜 형성시킬 수도 있다.
지금부터는 본 발명의 제5실시예에 따른 젖음성 측정장치(5)를 제작하는 방법에 대하여 설명한다. 본 발명의 제5실시예에 따른 젖음성 측정장치(5)를 제작하는 방법에 대하여 본 발명에 제1실시예에 따른 젖음성 측정장치(1)의 제작방법과 동일한 구성은 동일한 도면 부호를 부여하고, 이에 대한 설명은 생략한다.
도 13은 본 발명의 제5실시예에 따른 젖음성 측정장치의 제작방법에 대한 공정도이다. 본 발명의 제5실시예에 따른 젖음성 측정장치(5)를 제작하는 방법은 도 7과 도 13에 도시된 바와 같이 무기층 에칭단계(S5)를 더 포함할 수 있다.
(S5 : 무기층 에칭단계)
상기 무기층 에칭단계(S5)는 무기층 형성단계(S4)에 이어서, 무기층(200)의 전체 영역(A1) 중에서 다수의 홈(401)의 형상과 대응되게 돌출된 단위볼륨(250) 부분을 제외한 나머지 영역(A2)에 존재하는 무기층(200)을 제거하는 단계이다.
무기층(200)을 제거하기 위해 플라즈마 내의 이온을 가속시켜 물리적으로 식각하는 방법(Sputter Etching), 무기층(200)과 화학적으로 반응성이 있는 가스를 사용하여 플라즈마를 발생시키고, 플라즈마 내의 반응성 라디칼을 사용하여 화학적으로 식각하는 방법(Reactive Radical Etching), 이러한 물리적인 방법과 화학적인 방법을 동시에 사용하는 방법(RIE, Reactive Ion Etching) 등을 포함한 건식 식각법이나, 무기층(200)을 부식시키는 산(acid) 계열의 화학약품을 사용하여 무기층(200)의 전체 영역(A1) 중 단위볼륨(250)을 제외한 나머지 영역(A2)을 녹여 없애는 습식 식각법 등이 적용될 수 있다.
본 발명은 마이크로미터 범위를 측정하는 장치로서, 보다 정밀한 가공 치수가 요구된다. 따라서, 미세 패턴의 정밀 가공이 가능하고, 화학약품의 기포발생에 의한 불량 및 화학약품의 농도 불균일에 의한 불량이 없으며, 무기층(200)과 모조플레이트(100) 사이의 들뜸 현상이 적은 건식 식각법으로 무기층(200)을 제거할 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 젖음성 측정장치 및 이의 제작방법은, 무기층의 표면을 무기파우더의 입자 형태에 가깝게 모사함으로써, 무기파우더와 레진 사이의 젖음성 수치를 근사하게 추정할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 젖음성 측정장치 및 이의 제작방법은, 그 원리가 간단하므로, 무기파우더와 레진 간의 젖음성을 간편하게 추정할 수 있고, 구성과 구조가 복잡하지 않기 때문에 용이하게 제작할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 젖음성 측정장치 및 이의 제작방법은, 시험용 열 계면 재료를 제작하기 위한 재료와 비용, 시험용 열 계면 재료의 열 전도도를 테스트하기 위한 시간과 노력을 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 젖음성 측정장치 및 이의 제작방법은, 무기파우더의 입도에 따른 젖음성의 차이를 비교할 수 있기 때문에, 젖음성이 좋은 최적의 크기를 갖는 무기파우더를 선정할 수 있고, 이를 통해 열 계면 재료의 방열 효과를 극대화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 젖음성 측정장치 및 이의 제작방법은, 무기파우더의 밀도에 따른 젖음성의 차이를 비교할 수 있기 때문에, 젖음성이 좋은 최적의 간격을 갖는 무기파우더를 선정할 수 있고, 이를 통해 열 계면 재료의 방열 효과를 극대화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 젖음성 측정장치 및 이의 제작방법은, 버퍼층을 통해 모조플레이트와 무기층이 서로 분리되는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 젖음성 측정장치 및 이의 제작방법은, 무기층의 전체 영역 중에서 모사 영역을 제외한 나머지 영역에 존재하는 무기층을 제거함으로써, 무기파우더와 레진 사이의 젖음성 수치를 보다 정확하게 추정할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
(부호의 설명)
R : 레진
50 : 액적
θ : 접촉각
100 : 모조플레이트
150 : 범프
200 : 무기층
250 : 단위볼륨
300 : 버퍼층
400 : 기저플레이트

Claims (10)

  1. 상면에 돌출형성되고, 서로 이격되어 종횡으로 배열되며, 모방할 무기파우더의 크기와 대응되는 크기를 갖는 다수의 범프를 구비하는 모조플레이트; 및
    상기 무기파우더의 재질과 동일한 기상의 무기물이 상기 모조플레이트의 상면에 일정두께로 증착되어 형성되고, 상기 범프와 대응되는 형상으로 돌출형성된 다수의 단위볼륨을 구비하는 무기층;을 포함하고,
    액상의 레진(lesin)이 상기 다수의 단위볼륨 상에서 액적(droplet)으로 맺혀지며,
    상기 액적의 액면과 상기 무기층의 평면이 이루는 접촉각을 측정함으로써, 상기 레진과 상기 무기파우더 사이의 젖음성을 측정하는 젖음성 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모조플레이트는, 다수의 제1범프가 형성된 제1모조플레이트와, 상기 다수의 제1범프보다 큰 크기를 갖는 다수의 제2범프가 형성된 제2모조플레이트를 포함하고,
    상기 무기층은, 상기 제1모조플레이트의 상면에 증착되어, 상기 다수의 제1범프와 대응되는 형상으로 돌출형성된 다수의 제1단위볼륨을 구비하는 제1무기층과, 상기 제2모조플레이트의 상면에 증착되어, 상기 다수의 제2범프와 대응되는 형상으로 돌출형성된 다수의 제2단위볼륨을 구비하는 제2무기층을 포함하며,
    상기 액상의 레진이 상기 제1무기층과 상기 제2무기층 상에 액적으로 각각 맺혀짐으로써, 상기 무기파우더의 입도에 따른 젖음성의 차이를 서로 비교할 수 있도록 구성되는 젖음성 측정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모조플레이트는, 다수의 제3범프가 형성된 제3모조플레이트와, 상기 다수의 제3범프 사이의 간격보다 더 넓은 간격을 갖는 다수의 제4범프가 형성된 제4모조플레이트를 포함하고,
    상기 무기층은, 상기 제3모조플레이트의 상면에 증착되어, 상기 다수의 제3범프와 대응되는 형상으로 돌출형성된 다수의 제3단위볼륨을 구비하는 제3무기층과, 상기 제4모조플레이트의 상면에 증착되어, 상기 다수의 제4범프와 대응되는 형상으로 돌출형성된 다수의 제4단위볼륨을 구비하는 제4무기층을 포함하며,
    상기 액상의 레진이 상기 제3무기층과 상기 제4무기층 상에 액적으로 각각 맺혀짐으로써, 상기 무기파우더의 밀도에 따른 젖음성의 차이를 서로 비교할 수 있도록 구성되는 젖음성 측정장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 모조플레이트와 상기 무기층 사이에 형성되는 버퍼층;을 더 포함하고,
    상기 버퍼층의 상면은 상기 무기층의 상면에 접착되고, 상기 버퍼층의 하면은 상기 모조플레이트의 상면에 접착되는 젖음성 측정장치.
  5. 기저플레이트의 상면에 내측으로 함몰되어 종횡으로 배열되고, 모방할 무기파우더의 크기와 대응되는 크기를 갖는 다수의 홈을 가공하는 패턴 가공단계;
    상기 기저플레이트의 상면에 유동물질을 일정 두께로 채우고 경화시켜, 일면이 상기 기저플레이트의 상면과 대응되는 패턴을 갖는 모조플레이트를 제작하는 모조플레이트 제작단계;
    상기 모조플레이트를 상기 기저플레이트로부터 분리시키는 모조플레이트 분리단계; 및
    상기 기저플레이트의 상면과 대응되는 패턴으로 모사된 상기 모조플레이트의 일면에 기상의 무기물을 일정두께로 증착하여 무기층을 형성하는 무기층 형성단계;를 포함하는 젖음성 측정장치의 제작방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 패턴 가공단계는, 제1기저플레이트의 상면에 내측으로 함몰되어 종횡으로 배열되고, 모방할 무기파우더의 크기와 실질적으로 동일한 크기를 갖는 다수의 제1홈을 가공하는 제1패턴 가공단계와, 제2기저플레이트의 상면에 내측으로 함몰되어 종횡으로 배열되고, 상기 제1홈보다 큰 크기를 갖는 다수의 제2홈을 가공하는 제2패턴 가공단계를 포함하고,
    상기 모조플레이트 제작단계는, 일면이 상기 제1기저플레이트의 상면과 동일한 패턴을 갖는 제1모조플레이트를 제작하는 제1모조플레이트 제작단계와, 일면이 상기 제2기저플레이트의 상면과 동일한 패턴을 갖는 제2모조플레이트를 제작하는 제2모조플레이트 제작단계를 포함하는 젖음성 측정장치의 제작방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 패턴 가공단계는, 제3기저플레이트의 상면에 내측으로 함몰되어 종횡으로 배열되고, 모방할 무기파우더의 크기와 대응되는 크기를 가지며, 서로 일정간격으로 이격된 다수의 제3홈을 가공하는 제3패턴 가공단계와, 제4기저플레이트의 상면에 내측으로 함몰되어 종횡으로 배열되고, 상기 다수의 제3홈의 간격보다 더 넓은 간격을 갖는 다수의 제4홈을 가공하는 제4패턴 가공단계를 포함하고,
    상기 모조플레이트 제작단계는, 일면이 상기 제3기저플레이트의 상면과 대응되는 패턴을 갖는 제3모조플레이트를 제작하는 제3모조플레이트 제작단계와, 일면이 상기 제4기저플레이트의 상면과 대응되는 패턴을 갖는 제4모조플레이트를 제작하는 제4모조플레이트 제작단계를 포함하는 젖음성 측정장치의 제작방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 모조플레이트 제작단계에 앞서, 상기 기저플레이트의 상면에 버퍼층을 형성하는 버퍼층 형성단계;를 더 포함하는 젖음성 측정장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 무기층 형성단계에 앞서, 상기 기저플레이트의 상면에 버퍼층을 형성하는 버퍼층 형성단계;를 더 포함하는 젖음성 측정장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 무기층 형성단계에 이어서,
    상기 무기층의 전체 영역 중에서 상기 다수의 홈의 형상과 대응되게 돌출된 영역을 제외한 나머지 영역에 존재하는 상기 무기층을 제거하는 무기층 에칭단계;를 더 포함하는 젖음성 측정장치의 제작방법.
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